Development of a Universal EtherCAT-Based Fieldbus Module

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Date
2013-06-10
Major/Subject
Elektroniikka ja sovellukset
Mcode
S3007
Degree programme
EST - Master’s Programme in Electrical Engineering
Language
en
Pages
47 + 10
Series
Abstract
Suomalaisessa yrityksessä SKS Control Oy:ssa aloitettiin tuotekehitysprojekti jonka tarkoitus oli uusia eräs vanha tuoteportfolio. Portfolio sisältää tuotteita jotka käytetään sähköiseen liikkeenohjauksen yhteydessä ja portfoliossa löytyy esimerkiksi erilaisia CPU-moduuleja, näyttöjä, HMI:ta ja I/O laitteita ym. Tämä kirjoitelma keskittyy yhteen uuteen tulevaan moduuliin, joka on EtherCAT pohjanen kenttäväylämoduuli. Tämän uuden tuotteen tarkoitus on korvata muutama vanha tuote ja samalla tuoda uusia ominaisuuksia jotka olisi ollut vaikeita tai mahdottomia toteuttaa vanhoilla tuotteilla. Sitä osaa tuotekehitysprojektia joka esitetään tässä työssä sisältää kolmea eri osaa. Ensimmäinen osa käsittelee olennaisimmat alueet tuotteen teoreettisesta taustasta ja samalla esittelee tuotteen halutut spesifikaatiot ja ominaisuudet. Tämän yhteydessä esitetään myös erilaiset keinot toteuttaa nämä halutut ominaisuudet. Työn toinen osa käsittelee tuotteen rautapuolen suunnittelua jakamalla kaikki toiminnalliset osat pienempiin osakokonaisuuksiin ja käsittelemällä niitä erikseen. Tässä osassa keskitytään enemmän elektroniikan suunnitteluun kun mekaaniseen. Lopuksi työ käsittelee tuotteeseen liittyvää ohjelmointiosuutta joka pääosin käsittelee rautapuolen ohjelmointia VHDL kielellä ja pienemmissä määrissä muita tuotteeseen liittyviä ohjelmointikieliä kuten C.

A product development project was set up at the Finnish company SKS Control Oy in order to renew an older product portfolio consisting of a number of different devices used in electrically implemented motion control systems. These products include, for example, a range of programmable CPU units, display devices, HMIs, and I/O devices. This work focuses on the process of developing one of the new products, which is an EtherCAT-based fieldbus module. The purpose of this product is to replace a number of older products by integrating their functionality into one extensive modular-structured device. Along with this, the new module is intended to provide various new features that were hard or impossible to implement with the older products. The part of the product development work which is presented here consists of three main parts. The first one presents some of the most relevant theoretical background behind the field-bus module along with a list of wanted features and properties. Together with the theory, this part discusses a way of satisfying these design constraints while using a module structure similar to the other products in the portfolio. Second, the work covers the hardware design of the module by dividing it into smaller functional blocks and discussing them separately. Here the focus lies on the electronic design rather than the mechanical. Finally, the work includes a section about the software work included in the product development. This part mainly focuses on the hardware description language VHDL and, to a smaller extent, on additional software, such as C, used in the product or together with it.
Description
Supervisor
Sepponen, Raimo
Thesis advisor
Lindvall, Ari
Keywords
EtherCAT, FPGA, VHDL, Fieldbus, EtherCAT, FPGA, VHDL, Kenttäväylä
Other note
Citation